[发明专利]一种利用微生物燃料电池进行感光废液提银的方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种从废品中回收贵重金属的技术，具体为利用微生物燃料电池回收废定影中银的方法。

背景技术

银是一种贵重金属材料，由于其重要性和稀缺性，从废料中回收银的方法一直受到人们的关注。而感光废液，包括废定影液和废显影液，产生量大，含银率高，是再回收银的理想原料。传统的感光废液还原银方法主要有：1.电解法，利用直流电源，电解回收银，缺点在于电耗大；2.化学法，通过投加的化学药剂，使银沉淀析出，缺点在于化学药剂耗费较多，不能从根本上回收银，并且容易造成废液的再污染。

感光废液来源于定影过程产生的废液，定影过程的基本反应是：

AgBr+Na₂S₂O₃→NaAgS₂O₃+NaBr

感光液硫代硫酸钠将胶片等感光材料表面的卤化银(如上的AgBr)溶解，与Ag⁺生成稳定的络合物[Ag_m(S₂O₃)_n]^(2n-m)-。感光材料上的银近百分百溶入了定影液，使得其定影能力逐渐减弱，形成了定影废液。

微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell，MFC)是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。其基本工作原理是：在阳极室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和阳极之间进行有效传递，并通过外电路传递到阴极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到阴极，氧化剂(一般为氧气)在阴极得到电子被还原与质子结合成水。

发明内容

本发明的目的是，提供一种利用微生物燃料电池进行感光废液提银的方法，使感光废液提银的成本大幅度降低，并且不产生环境污染。

电化学动力分析-反应理论动势：

以Ag⁺为MFC阴极电子受体，以MFC阳极微生物产生的电子代替电解法中的外部电源在理论上也是可行的。

①Cathode：Ag⁺转化为Ag这个还原反应过程的理论氧化还原电位为0.80V(vs NHE)。以含银1mM(约为100ppm)的废定影液为例，在T＝308.15K(35℃)时，阴极发生反应：

AgS₂O₃^-→S₂O₃^2-+Ag⁺

8Ag⁺+8e-→Ag

MFC的阴极电位为：

E_Cat＝0.617V vs NHE

②Anode：以乙酸钠为底物时其发生放电子反应的阳极标准氢电极理论电位(E_An0)为-0.187V，这里使用20mM乙酸溶液，在308.15K下，设[HCO₃^-]为5mM，pH＝7：

CH₃COO^-+4H₂O→2HCO₃^-+9H⁺+8e^-

则E_An≈0.323V vs NHE

③电池电动势E_emf为：

E_emf＝E_Cat-E_An＝0.617V-0.323V≈0.940V vs NHE

电化学分析表明，以Ag⁺为电子受体的MFC电动势为正，反应自发进行，不需外加电源即可将Ag⁺还原为单质银。